版化学一轮精品复习学案33 铁及其重要化合物必修1Word文件下载.docx
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(3)与酸反应:
①与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应.例如:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
②与氧化性酸。
a.HNO3(稀)过量时生成Fe3+:
Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。
b.铁粉过量时生成Fe2+:
3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
c.铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时,产生钝化现象,因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中.
(4)铁与盐溶液的反应
①铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应,置换出这种金属。
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。
②铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2。
离子方程式:
2Fe3++Fe===3Fe2+。
二、铁的氧化物及氢氧化物
1.铁的氧化物
FeO
Fe2O3(铁红)
Fe3O4(磁性氧化铁)
化合价
+2
+2、+3
色、态
黑色粉未
红棕色粉未
黑色晶体
水溶性
均不溶于水
和H+反应
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
与CO的反应
稳定性
在空气中氧化为Fe3O4
空气中稳定
在空气中稳定
制备
高温熔融,过量的铁与O2反应:
2Fe+O22FeO
氢氧化铁加热分解
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2Fe3O4
2.铁的氢氧化物
氢氧化亚铁(Fe(OH)2)
氢氧化铁-Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
难溶于水
与酸反应
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
与强氧化酸反应
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:
白色→灰绿色→红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解
制取
新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
铁盐与可溶性碱反应
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
【要点名师透析】
一、铁的三角转化关系
1.关系:
2.应用
(1)共存问题
①Fe2+在酸性条件下不能与强氧化性离子共存,如:
NO3、MnO4、ClO等。
不能与发生复分解和双水解反应的离子共存,如:
OH、CO32、HCO3、S2、SO32等。
②Fe3+:
不能与还原性离子共存,如:
I、S2、SO32等。
OH、CO32、HCO3、AlO2等;
不能与SCN共存;
不能与苯酚共存。
(2)分离与提纯
①FeCl2(杂质FeCl3),加入铁钉或铁粉后过滤。
②FeCl3(杂质FeCl2),通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2:
离子方程式:
2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
(3)制备物质
①工业冶炼铁,如:
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
②制取氢氧化亚铁
实验原理:
FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4
实验现象:
生成灰白色沉淀,迅速转化为灰绿色,最后变成红褐色
③要制得白色的Fe(OH)2沉淀,要注意以下几点:
a.硫酸亚铁溶液中不能含有Fe3+,因此,硫酸亚铁溶液应是新制备的。
b.实验用的氢氧化钠溶液,溶解亚铁盐的蒸馏水应煮沸,以除去溶解在水中的氧气。
c.实验时,用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,再轻轻挤胶头滴管的胶头,逐滴加入氢氧化钠溶液,这时就会析出FeOH2白色絮状沉淀。
【典例1】将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()
A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】n(Fe)=1.12g/56g·
mol-1=0.02mol,n(Fe3+)=0.025L×
2mol·
L-1=0.05mol,由反应2Fe3++Fe===3Fe2+可知Fe3+过量,加入KSCN显红色。
溶液中n(Fe2+)=3n(Fe)=0.06mol,溶液中n(Fe3+)=0.05mol-2n(Fe)=0.01mol,即Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1;
氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。
【答案】B
二、Fe2+和Fe3+的检验
1.溶液颜色
含有Fe2+的溶液显浅绿色
含有Fe3+的溶液显黄色
2.用KSCN溶液和氯水
相关离子方程式:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
3.用NaOH溶液或氨水
相关反应方程式:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
【提醒】 FeCl3溶液在与许多试剂反应时会出现特殊现象,可作为鉴别Fe3+的依据。
(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈红色;
(2)FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;
(3)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变浅绿色;
(4)向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变蓝绿色;
(5)将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中,溶液变蓝色;
(6)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。
【典例2】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时,最佳顺序为()
①加入足量氯水②加入足量KMnO4
③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③②
C.③① D.①②③
【解析】检验Fe3+使用SCN-,检验Fe2+时先加入SCN-,确认没有Fe3+后加入新制氯水,若出现血红色,则证明含Fe2+。
【答案】C
【感悟高考真题】
1.(2011·
福建高考·
9)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是
【答案】选D。
【解析】解答本题要注意如下两点:
(1)置换反应是“单质1+化合物1→单质2+化合物2”。
(2)铁盐和金属反应时先被还原成亚铁盐,若金属比铁活泼,则过量的该金属接着和亚铁盐发生置换反应生成单质铁。
选项
化学方程式
结论
A
2Mg+CO22MgO+C
符合
B
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
D
2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2
不符合
2.(2010·
全国卷1)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.将铜屑加入溶液中:
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:
D.将铁粉加入稀硫酸中:
【答案】A
【解析】A正确,符合3个守恒;
B错误,电荷不守恒,Fe3O4中Fe有两种价态,正确应该为:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
C错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;
正确的应为:
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
D错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生Fe2+和H2;
3.(2010·
上海卷)由5molFe2O3、4molFe3O4和3molFeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。
若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是
A.4:
3B.3:
2C.3:
1D.2:
l
【答案】BC
【解析】此题考查了化学计算知识。
分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当Fe2O3+Fe=3FeO时,反应后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:
3:
2;
当发生反应:
Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4时,反应后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:
1:
当两反应均存在时,FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两着之间,故BC可能。
知识归纳:
极端假设法是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。
比如此题中我们就假设了两个极端,首先确定两个极端,然后确定范围,最后选择。
4.(2011·
江苏高考·
16)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·
6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K=;
过量的SO2与溶液反应的化学方程式为
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是、。
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为;
该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为(写化学)。
【解析】解答本题时应依据所给流程结合铁的化合物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应。
(1)注意“过量的SO2”与溶液反应应生成NaHSO3;
(2)硫铁矿燃烧将产生铁的氧化物,为了提高铁元素的浸出率,抑制Fe3+的水解,让更多的铁转化为氯化铁晶体,应保持盐酸过量;
(3)注意抓住题目所给条件“氯气氧化”和最终产物(FeCl3·
6H2O),该过程应是将Fe2+氧化,根据能被碱液吸收和生产过程中使用的原料分析尾气应为氯气和氯化氢气体。
【答案】
SO2+==NaHSO3
(2)提高铁元素的浸出率抑制Fe3+水解
(3)Cl2+2Fe2+==2Cl-+2Fe3+
5.(2011·
天津高考·
7)图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。
其中,A俗称磁性氧化铁;
E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
⑴组成单质Y的元素在周期表中的位置是;
M中存在的化学键类型为;
R的化学式是。
⑵一定条件下,Z与H2反应转化为ZH4。
ZH4的电子式为。
⑶已知A与1molAl反应转化为X时(所有物质
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